从药片到微塑料：布鲁克红外显微镜如何重塑微观化学分析

在现代材料科学、生命科学、制药工程及环境监测等众多领域，对微米乃至亚微米尺度样品进行无损、高灵敏度的化学成分分析已成为关键需求。布鲁克(Bruker)公司推出的LUMOS系列红外显微镜，将傅立叶变换红外光谱(FTIR)技术与高分辨率光学显微系统深度融合，成为这一领域的代表型设备。特别是LUMOS II红外显微镜，不仅继承了前代产品的优势，更在自动化、成像速度、检测灵敏度和用户友好性方面实现了跃升，解决了传统显微红外在粉(软)体样品，黑色样品，大面积成像等样品表现力不佳的问题。

　　一、核心技术亮点：真正“独立式"的高性能FTIR显微平台

　　布鲁克LUMOS II是一款独立、全自动的傅立叶变换红外显微镜，无需外接传统FTIR主机即可完成从可见光观察到红外光谱采集的全流程。其核心优势体现在以下几个方面：

　　1.多模态测量无缝切换

　　LUMOS II支持透射、反射和衰减全反射(ATR)三种测量模式，且所有模式均可用于单点分析或化学成像。尤其值得一提的是其电动ATR晶体系统：由高精度压电电机控制，可自动伸出至样品表面，在选定位置施加恒定压力进行测量，并能实现ATR模式下的焦平面阵列(FPA)成像。这种设计摆脱了传统手动ATR附件操作繁琐、重复性差的弊端。

　　2.超快FPA化学成像能力

　　配备焦平面阵列(FPA)探测器后，LUMO SII可在一次扫描中同时获取数千个像素点的完整红外光谱，可达900张光谱/秒的检测速度。单视野可达1490×1118μm²，便于快速寻找感兴趣区域，空间分辨率达亚微米级别(约1.25μm/像素)，足以清晰分辨微塑料颗粒、药物片剂中的辅料分布或多层聚合物的微观结构。

　　3.无需液氮与吹扫的便捷运行

　　标准配置采用热电冷却MCT(TE-MCT)探测器，在不使用液氮的情况下仍能提供高灵敏度，大幅降低使用门槛和维护成本。同时，整机采用密封ZnSe光学元件设计，具备抗高湿度性能，无需干燥空气或氮气吹扫，适合各类实验室甚至工业现场环境。

　　4.全电动化与智能软件引导

　　从样品台移动、物镜切换、光阑调节到测量模式选择，LUMOS II所有硬件均由电机驱动并通过OPUS软件统一控制。其向导式用户界面可引导初学者逐步完成复杂操作，而专家用户则可深入调用高级功能，真正实现“任何地点、任何用户"都能高效获得可靠结果。

　　二、广泛应用场景：从失效分析到生命科学

　　LUMOS II的多功能性使其在多个领域展现出强大价值：

　　1.制药行业：符合cGMP、GLP及21CFRPart11法规要求，可自动执行OQ/PQ验证，用于药片中活性成分(API)与辅料的分布成像、污染物识别、中药材及药材切片化学成分分析。

　　2.聚合物与电子材料：快速定位复合材料中的夹杂物、分层缺陷或CMOS芯片上的有机残留，助力产品开发与故障根因分析。

　　3.微塑料与环境颗粒分析：布鲁克公司开发了AI机器学习软件专门用于微塑料分析，使用大量微塑料和基质数据喂养的该软件，结合随机森林机器学习算法，可自动识别滤膜上不同化学成分的微粒，并生成假彩色分布图，广泛应用于水体、土壤及空气污染研究。

　　4.汽车与表面涂层：分析油漆、轮胎、内饰材料的老化产物或涂层不均匀性，提升产品质量控制水平。

　　5.生命科学研究：对组织切片进行蛋白质、脂质等生物分子的无标记化学成像，辅助疾病标志物发现与病理机制研究。

　　三、人性化设计与合规保障

　　LUMOS II充分考虑用户操作体验：可支持40mm厚样品，工作距离充裕，便于放置大体积或不规则样品;全封闭紧凑机身节省实验室空间;所有关键组件寿命长，功耗低，运行稳定。更重要的是，其软硬件系统全面满足USP、ChP、JP、Ph.Eur.等主要药典标准，确保数据完整性与审计追踪能力，为受监管行业提供坚实支撑。

　　结语

　　布鲁克LUMOS II红外显微镜不仅是一台仪器，更是一个集高分辨可视化、精准化学识别、快速成像与智能操作于一体的综合分析平台。它将FTIR显微技术从“专家专属"推向“人人可用"，极大拓展了红外光谱在微观世界的应用边界。无论是科研探索还是工业质检，LUMOS II都以其不凡性能，成为揭示材料“化学身份"的可靠伙伴。